摘要:庫魯克塔格地塊位于塔里木克拉通東北緣,其中發育有大量新元古代巖漿巖,為進一步明確這些巖漿巖的成因,探討區域地質演化過程,本文對庫魯克塔格地塊西段的卡烏留克花崗閃長巖進行了巖相學、年代學及地球化學研究。結果表明,花崗閃長巖形成于新元古代早期(823~810Ma),為準鋁質-過鋁質Ⅰ型花崗巖類;顯示高硅、鈉、鋁,低鈣、鐵、鉀的巖石地球化學特征;其Sr高(1690×10-6~2060×10-6)、Y低(7.5×10-6~13.1×10-6),Sr/Y(140.84~274.67)及LaN/YbN(1.98~65.23)值較高,與埃達克質巖石類似;巖石富集LREE、LILE,虧損HREE、HFSE,具有弱的Eu正異常(δEu為1.02~1.20);鋯石飽和溫度(tZr)為747~762℃(平均755℃)。綜合區域地質資料,本文推斷該花崗閃長巖可能形成于與俯沖有關的大陸弧環境,是流體參與下加厚下地殼部分熔融的產物。
關鍵詞:新元古代;花崗閃長巖;巖石地球化學;庫魯克塔格地塊;新疆
0引言
花崗巖類是大陸上地殼中最重要和豐富的巖石類型,由長英質或鎂鐵質地殼巖石部分熔融形成,在不同構造環境下,具有不同的巖石類型和地球化學特征(胡靄琴和張國新,1991;Pitcher,1997;Barbarin,1999;王濤等,2007;吳福元等,2007)。作為深部物質在上地殼的體現,花崗巖不僅記錄了陸殼的形成與演化,也保留了殼幔相互作用的重要地質信息(DePaoloetal.,1991;吳福元等,2007;孫衛東等,2012)。因此,其巖石成因和構造演化一直是地學領域重要的科學問題。塔里木克拉通是我國三大克拉通之一,記錄了早期地殼演化的重要信息,是超大陸重建過程中的重要一員(何景文,2012;Geetal.,2014)。
地質論文范例：地質巖石礦物分析測試技術研究
前寒武紀巖石僅出露于其周緣的庫魯克塔格、敦煌、阿爾金、西昆侖及阿克蘇等地區。近年來,庫魯克塔格地區發現了大量新元古代早-中期巖漿活動的證據,除分布有大量花崗巖類外,該地區還出露有雙峰式侵入雜巖、雙峰式火山巖、基性巖墻群及超基性-基性侵入巖等(Zhangetal.,2011,2012,2013;Geetal.,2012,2014;ZhaoandCawood,2012;張傳林等,2014),它們被普遍認為是地幔柱作用或大陸裂谷作用的產物,是對Rodinia超大陸裂解事件的響應(Luetal.,2008;胡靄琴等,2010;Shuet al.,2011;Zhangetal.,2013)。
然而,值得提及的是,在塔里木北緣尚未發現高鎂玄武巖、科馬提巖、溢流玄武巖、OIB等地幔柱作用的直接證據(Geetal.,2014)。但也有不同的認識,如He等(2012)通過對庫魯克塔格麻粒巖的研究獲得了820~790Ma的變質年齡,認為這一變質事件與Rodinia超大陸的聚合事件有關,在該時期塔里木處于Rodinia超大陸外圍,類似于安第斯型造山模式。Ge等(2014)通過對庫爾勒地區花崗巖類的研究指出,在950~300Ma塔里木北緣仍存在長期俯沖-增生造山作用。
He等(2014a,2014b)認為阿克蘇和庫魯克塔格地區新元古代中-晚期碎屑鋯石峰期與環Rodinia大洋俯沖系統有關。研究區位于庫魯克塔格地區西部,相對于中、東部地區研究程度較弱。本文基于在該區開展的1∶5萬區域地質調查,以卡烏留克巖體為研究對象,在巖相學基礎上,通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學研究、全巖主、微量元素分析,確定巖體的侵位時代,探討其成因及構造環境,以期為塔里木克拉通北緣新元古代地質演化提供新的約束。
1區域地質概況及巖相學特征
庫魯克塔格地區位于塔里木克拉通東北緣,北以辛格爾斷裂與南天山相鄰,南以興地斷裂與塔里木相隔,總體上呈近東西向延伸,區內褶皺、斷裂極為發育(Wuetal.,2014)。前寒武地層由下至上為新太古界拖格拉克布拉克雜巖、古元古界興地塔格群、中元古界楊吉布拉克巖群和愛爾基干巖群以及新元古界青白口系帕爾崗塔格群(蔡土賜等,2001;Longetal.,2011)。
研究區位于庫魯克塔格西段,經1∶5萬區域地質調查發現,受多期構造活動影響,區內侵入巖廣泛發育。新元古代侵入巖類型復雜,主要為灰白-淺紅色花崗閃長巖、灰白-淺紅色英云閃長巖以及淺紅色二長花崗巖等,其中花崗閃長巖分布范圍最廣。卡烏留克巖體北以卡烏留克斷裂為限,南被第四系沉積物所覆蓋,為近橢圓狀巖枝,東西長14km,南北寬約4.9km,面積約68.6km2(基于已開展的1∶5萬區域地質調查)。巖體巖性較單一,為淺紅色中-細粒花崗閃長巖,侵入于古元古代早期深成變質巖中,接觸帶附近的花崗閃長巖中可見變質輝長巖及片麻巖的捕擄體,巖體中發育大量中生代基性巖墻。
花崗閃長巖具中細粒花崗結構,塊狀構造,礦物組成主要為斜長石、堿性長石和石英,另有少量黑云母,副礦物為鋯石、磷灰石和磁鐵礦等,蝕變礦物主要為絹云母、綠簾石、黝簾石和綠泥石等(圖2d~2f)。其中,斜長石(體積分數為65%~70%,下同)呈半自形板狀,粒徑1~2mm,部分2~3.5mm,鑲嵌狀略顯定向分布,聚片雙晶發育,少量略顯正環帶,被絹云母、綠簾石、黝簾石交代,表面較臟。堿性長石(~10%)呈近半自形-它形粒狀,粒徑1~2mm,少量0.2~1mm,星散狀分布。石英(20%~25%)為它形粒狀(圖2d~2f)。
2分析測試方法
本次共采集7件新鮮花崗閃長巖樣品,其中KS1和KS2用于定年分析。碎樣及鋯石挑選由廊坊地源礦物測試分選公司完成,鋯石制靶及陰極發光圖像(CL)在北京鋯年領航科技有限公司完成。通過雙目鏡將已選好的鋯石黏在雙面膠上,用環氧樹脂固定,拋光至鋯石核部完全露出,再進行CL圖像拍攝。
3分析結果
3.1鋯石
U-Pb年代學特征樣品KS1中的鋯石多呈半自形-自形長柱狀,粒徑110~270μm,長寬比為1∶1~3∶1。鋯石陰極發光圖像發光性弱,Th/U值為0.13~0.41,且大多發育震蕩環帶,具典型巖漿鋯石特征(吳元保等,2002;吳元保和鄭永飛,2004)。
對15顆鋯石的分析測試獲得16個年齡數據,其中10個年齡為800~840Ma,206Pb/238U加權平均年齡為(823.4±9.0)Ma(N=10,MSWD=2.0),代表巖體侵位年齡。其余6顆可能為捕獲或繼承鋯石,其中4顆鋯石年齡為890~902Ma(206Pb/238U加權平均年齡為896.1±9.8Ma),2顆鋯石年齡分別為(1375±23)Ma(KS1-5)和(2250±21)Ma(KS1-6),可能是早期巖漿事件的記錄。
樣品KS2中的鋯石多呈半自形長柱狀,少數為不規則狀,個別鋯石具有繼承核部,粒徑為100~300μm,長寬比為2∶1~3∶1,鋯石陰極發光圖像較KS1亮,震蕩環帶發育,Th/U值為0.17~0.85,為巖漿成因鋯石(圖3b)(吳元保等,2002,2004)。對16顆鋯石的分析測試獲得16個年齡值(表1),其中15顆鋯石年齡為790~830Ma,加權平均年齡為(810.0±5.8)Ma(N=15,MSWD=2.4),代表巖體侵位年齡。僅1顆鋯石(KS2-9)年齡為(2338±14)Ma,可能為捕獲或繼承鋯石。
4討論
4.1巖石成因
在巖相學特征上,卡烏留克花崗閃長巖普遍含斜長石、黑云母及一些副礦物(如磁鐵礦等),未見石榴子石和白云母等富鋁礦物,具典型Ⅰ型花崗巖礦物學標識(ChappellandWhite,1974)。在巖石地球化學特征上,卡烏留克花崗閃長巖顯示富硅、鋁、鈉,其A/CNK為0.99~1.02,A/NK為2.17~2.32,且P2O5與SiO2呈明顯負相關,因此該期花崗巖屬鈣堿系列的Ⅰ型花崗巖(Chappell,1999;鄭永飛等,2013)。
在微量元素方面,樣品具高Sr(1690×10-6~2060×10-6),低Y(7.5×10-6~13.1×10-6)、Yb(0.53×10-6~0.98×10-6),高(Sr/Y)(140.84~274.67)、LaN/YbN(1.98~65.23)值,指示其地球化學特征與埃達克巖類似(Chappell,1999;張旗等,2001,2002;王強等,2001;Lietal.,2008)。
5結論
(1)對庫魯克塔格西段卡烏留克花崗閃長巖進行的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年,獲得(823.4±9.0)Ma和(810.0±5.8)Ma兩組年齡,表明該巖體為新元古代早期巖漿作用的產物。
(2)卡烏留克花崗閃長巖屬準鋁質-過鋁質鈣堿性Ⅰ型花崗巖;具有高Sr低Y、Yb含量,高Sr/Y及LaN/YbN值,類似于埃達克質巖石。虧損HREE、HFSE元素,富集LREE、LILE元素,具弱的Eu正異常,表明源區殘留石榴子石、金紅石和角閃石,無斜長石殘留。(3)卡烏留克花崗閃長巖可能形成于與俯沖有關的大陸弧環境下,是在流體參與下加厚下地殼發生低溫部分熔融的產物。
參考文獻(References):
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作者：崔濤1,呂彪2,郭瑞清1,劉桂萍1,孫敏佳1,宋志豪1
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